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alphorm.com-support de la formation Les fondamentaux de Matlab 2013A

14/06/2014

Fondamentaux Matlab 2013a

Présentation de la formation

Site : http://www.alphorm.com Blog : http://www.alphorm.com/blog Forum : http://www.alphorm.com/forum Fondamentaux MATLAB 2013a

Vincent ISOZ Formateur et Consultant indépendant Ingénierie statistique et financière

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Plan • Présentation du formateur • Informations générales • Fondamentaux • Données • Graphiques • Analyses • Scripting • Conclusion Fondamentaux MATLAB 2013a

TOUTE UTILISATION EN DEHORS D'ALPHORM EST INTERDITE

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Présentation du formateur • Vincent ISOZ • [email protected] • Consultant scientifique • Mission conseil, migration et formation • Bsc. Physique • Mes références : Mon profil Alphorm : http://www.alphorm.com/auteur/vincent-isoz

Fondamentaux MATLAB 2013a

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Remarques Objectifs (pourquoi cette formation?) Prérequis (matériel et connaissances) Audience (public cible) Références bibliographiques + Liens Internet Hypothèses

IV1

Validation des acquis (certifications) Support post formation Avertissements Et après…? Fondamentaux MATLAB 2013a


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Diapositive 4 IV1

On se limite au bases de matlab: donc pas d'usage de Toolbox, ce n'est pas un cours de maths, ni d'ingénierie (ceci est réservé aux cours avancés). C'est juste un cours permettant d'avoir une base solide pour la suite. Évidemment rien de nouveau n'est présenté ici, on trouve déjà tout sur Internet ou sur l'aide en ligne du logiciel ISOZ Vincent; 10/04/2014


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Références bibliographiques


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Liens • www.google.com • www.youtube.com • www.scribd.com • www.mathworks.com/products/ • www.mathworks.ch/ch/help/matlab/release-notes.html • www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/ • www.mathworks.ch/discovery/ • www.mathworks.ch/discovery/gallery.html • www.mathworks.com/matlabcentral/newsreader/ Fondamentaux MATLAB 2013a


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Are you read?

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Informations générales Domaines d'application de Matlab et alternatives




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Applications 1.

Enseignement scolaire (car le logiciel couvre de large sujets)

2.

Simulations

3.

Traitement du signal

4.

Traitement d'images (et vidéos)

5.

Prototypage rapide (SimuLink)

6.

Finance

7.

Développement d'applications converties en C/C++

8.

Calcul massivement parallèle

9.

…

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Toolbox 1.

Acquisition du noyau de base (Matlab Home)

• Signal processing Toolbox • Optimization Toolbox

2.

Financial Toolbox

3.

MuPad Toolbox

4.

PDE Toolbox

5.

SimuLink Toolbox

6.

Image Acquisition (video) Toolbox

7.

Matlab Coder Toolbox

8.

Neural Network Toolbox



• Database Toolbox • …. www.mathworks.ch/products/

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Alternatives gratuites

Octave

Matlab est à l'ingénierie ce que Microsoft Office System est à la bureautique Fondamentaux MATLAB 2013a

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En général… Pour chaque Toolbox de Matlab on trouve sur le marché des logiciels spécialisés et souvent plus adaptés à ses besoins (si on cherche bien) mais qui ne couvrent cependant parfois pas un panel aussi large de fonctionnalités que Matlab (qui est très souvent sous-utilisé). Exemples : • MuPAD: Maple • PDE toolbox: COMSOL Multiphysics • Finance toolbox: Gauss Software • Instrument control toolbox: NI LabView • SimuLink: EcosimPro • Mécanique lagrangienne: Mathcad • …. Fondamentaux MATLAB 2013a


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Informations générales Découverte et personnalisation de l'interface



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Plan • Démarrer en mode minimum (matlab –nodesktop) • Présentation des différents panneaux/volets • Choix/Enregistrements de layouts • Personnalisation de la barre d'accès rapide • Minimiser les rubans • Personnalisation des rubans?? • Création de raccourcis • Créer sa propre interface?? Fondamentaux MATLAB 2013a


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Ce qu’on a couvert • La personnalisation de notre environnement dans les limites

d'utilisabilité actuelles du logiciel

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Informations générales

Commandes systèmes




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Plan • Lancer/Quitter Matlab depuis le shell: !matlab/exit • Afficher la version: version • Afficher les licences: license • Copie dans le presse papier: clipboard • Obtenir l'OS: getenv('OS') • Obtenir la langue de l'environnement: get(0, 'Language') • Obtenir la mémoire disponible: memory • Performance ordinateur: bench • Date du jour: date Fondamentaux MATLAB 2013a

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Plan • Date et heure du jour: datestr(now) • Obtenir les variables dans la mémoire: whos • Effacer les variables: clear all • Revenir en haut de fenêtre de commande: home • Effacer le contenu de la fenêtre de commande: clc • Vider l’historique des commandes:

com.mathworks.mlservices.MLCommandHistoryServices.removeAll • Montrer le dossier de travail en cours: pwd • Changer le fichier de démarrage startup.m Fondamentaux MATLAB 2013a


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Ce qu’on a couvert • L’identification de paramètres systèmes pour maîtriser son

environnement de travail • L’identification de paramètres systèmes pour décider de poursuivre un

script propriétaire ou non

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Informations générales

Utilisation des aides Site : http://www.alphorm.com Blog : http://www.alphorm.com/blog Forum : http://www.alphorm.com/forum Fondamentaux MATLAB 2013a



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Plan • Ouvrir l'aide: helpwin • Aide sur une commande: help nom_commande • Recherche d'un outil: lookfor nom_outil • Voir le code source d'une commande native avec: edit nom_commande


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Ce qu’on a couvert • Comment devenir autodidacte avec Matlab • Trouver de l'aide même en absence de connexion Internet • Accéder à l’aide de fonctions natives ou créées en interne • Editer certaines commandes système pour les désosser



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Les fondamentaux Gérer les commandes

Site : http://www.alphorm.com Blog : http://www.alphorm.com/blog Forum : http://www.alphorm.com/forum



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Plan • Utiliser le diary: diary(‘…’)/diary off • Commenter ses scripts: % bla bla bla • Écrire des commandes sur plusieurs lignes (finir la ligne avec …) • Sauvegarder/Charger l’espace de travail en cours: save/load • Créer des fichiers scripts *.m et usages y relatifs • Us et coutumes de l'utilisation des commentaires dans les fichiers *.m

(cartouche, versioning, etc.)



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Ce qu’on a couvert • Utilisation des commentaires pour éviter d’oublier qui a fait quoi et

pourquoi cela a été fait ainsi (en respectant les traditions et les normes)

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Les fondamentaux Opérations arithmétiques élémentaires Site : http://www.alphorm.com Blog : http://www.alphorm.com/blog Forum : http://www.alphorm.com/forum Fondamentaux MATLAB 2013a



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Plan • Addition, Soustraction, Multiplication , Division: +, -, *, / • Auto-incrémentation: plus(x,1) • Auto-décrémentation: minus(x,1) • Puissance/Racine: (x)^(…) ou sqrt(x) • Valeur absolue: abs(x) • Modulo: mod(x,y) • Reste de la division: rem(x,y)


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Ce qu’on a couvert • Opérations arithmétiques élémentaires telles que vues à la petite école

sur des scalaires…



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Les fondamentaux Opérateurs de comparaisons



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Plan • Équivalence: A==B • Strictement plus grand: A>B • Strictement plus petit: A=B • Plus petit ou égal: A<=B • Différent de: A~=B



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Ce qu’on a couvert • Comment comparer des éléments que cela soit des nombres (réels ou

complexes) ou des chaînes de caractères

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Les fondamentaux Manipulation de variables scalaires réelles




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Plan • Plus grand nombre entier positif : intmax • Plus petit nombre entier négative: intmin • Plus grand nombre réel positif à virgule flottante: realmax • Plus petite nombre réel négative à virgule flottant: realmin • Faire des opérations arithmétiques avec des réels • Choisir le niveau de précision: format short, format long, format short e,

format long e,


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Ce qu’on a couvert • Les manipulations classiques par rapport aux nombres réels



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14/06/2014

Les fondamentaux Manipulation de nombres complexes Site : http://www.alphorm.com Blog : http://www.alphorm.com/blog Forum : http://www.alphorm.com/forum



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Plan • Écrire un nombre complexe en utilisant i ou j • Créer un nombre complexe: complex • Obtention du conjugué complexe: conj • Calculer le module d'un nombre complexe: abs • Angle d'Euler du nombre complexe: angle • Partie imaginaire d'un nombre complexe: imag • Partie réelle d'un nombre complexe: real • Déterminer si une variable est complexe ou non: isreal Fondamentaux MATLAB 2013a


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Ce qu’on a couvert • Les manipulations classiques relatives aux nombres complexes

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Les fondamentaux Arrondis de scalaires (réels ou complexes) Site : http://www.alphorm.com Blog : http://www.alphorm.com/blog Forum : http://www.alphorm.com/forum Fondamentaux MATLAB 2013a



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14/06/2014

Plan • Arrondir à l'entier supérieur: ceil • Arrondir à l'entier inférieur: floor • Arrondir à l'entier le plus proche: round • Arrondir à un multiple quelconque sans toolbox


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Ce qu’on a couvert • Les types d’arrondis les plus courants



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Les fondamentaux Opérations ensemblistes




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Plan • Retourner une liste d'unicité d'un vecteur: unique • Union de deux ensembles (vecteurs): union • Intersection de deux ensembles (vecteurs): intersect • Différence exclusive de deux ensembles (vecteurs): setdiff • Contrôle de l'appartenance (vecteurs): ismember • Nettoyer des ensembles (vecteurs) contenant des valeurs vide: isnan • Différence symétrique de deux ensembles (vecteurs): setxor



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Ce qu’on a couvert • Des opérations ensemblistes très utiles dans certains domaines du Data

Mining et plus généralement dans le domaine de la statistique et de la finance

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Les fondamentaux Déclaration et manipulation de variables vectorielles




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Plan • Définir un vecteur arbitraire: [….] • Définir un vecteur avec une séquence de nombres: linspace • Dimension d'un vecteur: length, size • Définir un vecteur avec des caractères: {….} • Extraire des éléments d'un vecteur • Sommer/Soustraire des vecteurs: +,• Multiplication/Division composante par composante: ./ , .* • Puissance composante par composante: power, .^ • Calculer la norme euclidienne d'un vecteur: norm Fondamentaux MATLAB 2013a

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Plan • Transposée d'un vecteur: transp • Produit cumulé des composantes (probabilités): cumprod • Somme cumulée des composantes: cumsum • Différences par composantes successives: diff • Rang des valeurs d'un vecteur: tiedrank • Calculer le produit scalaire de deux vecteurs: dot • Calculer le produit vectoriel de deux vecteurs: cross • Gradient numérique d'un vecteur: grad • Laplacien numérique d’un vecteur: del2 Fondamentaux MATLAB 2013a


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Ce qu’on a couvert • Nous avons couvert maintenant un des piliers majeurs de Matlab

(Matrix Laboratory) puisque pour rappel un vecteur est un cas particulier d'une matrice et que Matlab est optimisé pour le calcul matriciel • Malheureusement de nombreuses opérations triviales nécessitent

l’achat de Toolbox ou développement de scripts alors que R intégre cela gratuitement • Nous verrons la divergence et la rotationnel lorsque nous traiterons des

graphiques

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Les fondamentaux Déclaration et manipulation de variables matricielles




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14/06/2014

Plan • Définir une matrice arbitraire • Opérations arithmétiques sur matrices +,-,*,/ • Créer rapidement une matrice identité: eye • Dimensions d'une matrice: size(m) • Accéder à une composante donnée d'une matrice • Changer la valeur de certaines composantes d'une matrice • Transposition d'une matrice: trans(m) • Extraire la diagonale d'une matrice: diag(m) • Obtenir la trace d'une matrice: trace(m) Fondamentaux MATLAB 2013a

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Plan • Inversion d'une matrice: inv(m) • Rang d'une matrice: rank(m) • Polynôme caractéristique d'une matrice: charpoly • Hessienne d'une matrice: hessian(m) • Exponentation d'une matrice: expm(m) • Matrice jacobienne: jacobian • Valeurs propres d'une matrice: eig • Décomposition en valeurs singulières d'une matrice: svd Fondamentaux MATLAB 2013a


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14/06/2014

Ce qu’on a couvert • Nous avons couvert maintenant un des piliers majeurs de Matlab

(Matrix Laboratory) puisque la grande majorité du logiciel est basé sur des algorithmes optimisés pour les manipulations de matrices. • Nous verrons les opérateurs de divergence et de rotationnel qui

s’appliquent sur des matrices lors de graphs pour des raisons pédagogiques

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Les fondamentaux Travailler avec des tableaux structurés




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Plan • Pourquoi étudier les tableaux structurés?

E1

• Créer un tableau structuré: struct • Obtenir les noms des éléments du tableau structuré: fieldnames • Obtenir les valeurs des éléments: getfields • Mettre à jour des éléments ou créer des éléments dans un tableau

structuré existant • Ordonner les éléments d'un tableau pour faciliter la consultation:

orderfields • Supprimer temporairement ou définitivement des éléments d'un

tableau structuré: rmfield Fondamentaux MATLAB 2013a

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Ce qu’on a couvert • Inspiré du principe de R, les tableaux structurés seront probablement de

plus en plus utilisés à l'avenir pour retourner de multiples résultats de calculs dans une structure unique.



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Diapositive 53 E1

De plus en plus de fonction auront comme dans R des résultat renvoyés sous cette forme http://www.mathworks.ch/ch/help/matlab/matlab_prog/create-a-structure-array.html

http://www.mathworks.ch/ch/help/matlab/ref/struct.html Excelsia; 03/06/2014


14/06/2014

Les fondamentaux Rappels de quelques fonctions mathématiques Site : http://www.alphorm.com Blog : http://www.alphorm.com/blog Forum : http://www.alphorm.com/forum



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Plan • Plus grand commun diviseur: gcd • Plus petit commun multiple: lcm • Manipulation de nombres premiers: primes, isprime, factor • Valeur absolue et signum: abs, sign • Triangle de Pascal (sous forme de matrice): pascal • Calcul de la factorielle: factorial • Combinatoire: nchoosek • Permutations: perms Fondamentaux MATLAB 2013a


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Plan • Fonctions de trigonométrie du cercle: sin, cos, tan, asin, acos, atan • Fonctions de trigonométrie hyperbolique: sinh, cosh, tanh, asinh, acosh,

atanh • Fonctions logarithmes: exp, log, log10 • Coordonnées cartésiennes en coord. polaires: cart2pol/pol2cart • Coordonnées cartésiennes en coord. sphériques: cart2sph/sph2cart • Fonction de Bessel J: besselj • Fonction d'erreur de Gauss: erf

E2

• Intégrale elliptique de Jacobi ou complète: ellipj Fondamentaux MATLAB 2013a

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Ce qu’on a couvert • Des fonctions scolaires majeures mais aussi utiles dans les domaines

suivants: Théorie des nombres (cryptographie RSA) Théorie combinatoire (utile dans certains cas d'application de statistiques avancées) Analyse fonctionnelle avec les fonctions logarithmes et exponentielle Physique en général (incluant astronomie, cosmologie, génie marin, génie civil) avec les fonctions trigonométrique et hyperboliques Physique nucléaire , thermodynamique et optique ondulatoire avec les fonctions de BesselJ, erreur de Gauss et elliptiques



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Diapositive 57 E2

Cage à oiseau des scanners à résonnance magnétique nucléaire Excelsia; 03/06/2014


14/06/2014

Les fondamentaux Rappels de quelques fonctions statistiques Site : http://www.alphorm.com Blog : http://www.alphorm.com/blog Forum : http://www.alphorm.com/forum Fondamentaux MATLAB 2013a


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Plan • Valeurs extrêmes d'un vecteur (in extenso l'étendue): max/min • Moyenne arithmétique d'un vecteur: mean • Médiane d'un vecteur: median • Valeur modale d'un vecteur: mode • Écart-type biaisé ou non biaisé: std • Variance biaisée ou non biaisée: var • Coefficient de corrélation ou matrice des corrélations: corrcoef • Covariance ou matrice des covariances: cov Fondamentaux MATLAB 2013a


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Ce qu’on a couvert • Quelques fonctions d'estimateurs ponctuels élémentaires intégrés par

défaut dans Matlab (pour + il faut avoir le Toolbox de statistiques) • Pour le même prix (et moins…) à comparer à Minitab, R, Octave, Scilab

les fonctions sont ridicules (pour être poli…). Par ailleurs même le Toolbox de statistiques laisse à désirer par rapport à R

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Les fondamentaux Générer des variables aléatoires Site : http://www.alphorm.com Blog : http://www.alphorm.com/blog Forum : http://www.alphorm.com/forum Fondamentaux MATLAB 2013a



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Plan • Générer une variable aléatoire uniforme continue: rand • Mettre le générateur comme à l'ouverture de Matlab: rng('default') • Réutiliser l'état du générateur: s=rng, rng(s) • Générer une variable aléatoire Normale: randn • Générer une variable aléatoire discrète: randi


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Ce qu’on a couvert • Les seules fonctions génératrices de variables aléatoires sans toolbox • Comment reproduire une expérience aléatoire à l'identique • La possibilité avec un peu d'effort de générer presque n'importe quelle

autre variable aléatoire continue ou discrète sans toolbox



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Les fondamentaux Utiliser et créer des constantes Site : http://www.alphorm.com Blog : http://www.alphorm.com/blog Forum : http://www.alphorm.com/forum Fondamentaux MATLAB 2013a


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Plan • Constante pi: pi • Nombre d'Euler: exp(1) • Représentation de l'infini: Inf • Tradition pour créer ses propres constantes



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14/06/2014

Ce qu’on a couvert • Le peu de constantes disponibles par défaut dans ce logiciel

d'ingénierie… • Comment choisir le niveau de précision de ces constantes (rappel):

format short, format long • Comment créer ses propres constantes (us et coutumes)

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Les fondamentaux Manipulations de chaînes de caractères Site : http://www.alphorm.com Blog : http://www.alphorm.com/blog Forum : http://www.alphorm.com/forum Fondamentaux MATLAB 2013a



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14/06/2014

Plan • Créer une variable de texte • Afficher le texte associé à une variable sans afficher la variable: disp • Extraire une sous-chaîne • Nettoyer les chaînes vides parasites: strtrim • Convertir une chaîne en minuscules: lower • Convertir une chaîne en majuscules: upper • Concaténer des chaînes de caractères: strcat • Remplacer/Supprimer une sous-chaîne dans une chaîne: strrep • Déterminer si une chaîne se trouve dans une chaîne: strfind Fondamentaux MATLAB 2013a

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Plan • Trouver une sous-chaîne dans une chaîne: strmatch • Comparer deux chaînes (sensitif ou non à la casse): strcmp/strcmpi • Dissocier une chaîne sur la base d'un séparateur: strsplit • Convertir des chaînes en des nombres: str2num



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Ce qu’on a couvert • Les commandes de manipulations de chaînes de caractères (seulement

celles que j’ai vu être utilisées dans la pratique!) • Une mise en bouche aussi pour l'apprentissage ultérieurement du

langage de script • Certaines commandes de traitement de caractères se trouvent que dans

des Toolbox…

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Les fondamentaux

Manipulations de dates




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14/06/2014

Plan • Créer une variable de type date • Obtenir la date et l'heure actuelle sous forme de vecteur: clock • Obtenir simplement la date du jour: date, now • Recomposer un vecteur en une date et inversement: datestr/datenum • Décomposer une date en composante de vecteurs: datevec • Obtenir des infos sur une date: weekday, day, month, year • Générer un calendrier: calendar • Obtenir le nombre de jours restants entre la date du jour et la fin du

mois: eoday Fondamentaux MATLAB 2013a

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Plan • Ajouter une quantité donnée à une date: addtodate • Utilisation de tic et toc pour calculer le temps d'exécution



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14/06/2014

Cas pratiques • Millisecondes fractionnaires (ou entières) entre deux dates/temps • Secondes fractionnaires (ou entières) entre deux dates/temps • Minutes fractionnaires (ou entières) entre deux dates/temps • Heure fractionnaires (ou entières) entre deux dates/temps • Jours fractionnaires calendaires (ou entiers) entre deux dates • ??? Mois fractionnaires (ou entiers) entre deux dates ??? • ??? Années fractionnaires (ou entières) entre deux dates ???


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Ce qu’on a couvert • Les fonctions de dates majeures disponibles dans Matlab sans toolbox • Le constat qu'il manque beaucoup de fonctions triviales qui devraient

être natives (en comparaison à R ou même Excel) comme weeknum, yearfrac, monthfrac, openworkdays, hour, minute, etc.



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14/06/2014

Les fondamentaux

Interactions utilisateur




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Plan • Pourquoi interagir avec l'utilisateur • Afficher un message à l'utilisateur: msgbox • Demander une information à l'utilisateur: input • Créer une boîte de dialogue de saisie: inputdlg • Demander une couleur à l'utilisateur: uisetcolor • Demander à l'utilisateur où stocker les variables: uisave • Demander à l'utilisateur où se trouvent les variables stockées: uiopen • Demander à l'utilisateur un emplacement de stockage (particulièrement

utile pour les graphs plus tard): uigetdir Fondamentaux MATLAB 2013a


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Plan • Afficher une barre d'attente: waitbar (et test performance avec tic/toc) • Afficher un choix à l'utilisateur: questdlg • Créer un "menu" à choix pour l'utilisateur: menu • Créer une liste à choix pour l'utilisateur: listdlg


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Ce qu’on a couvert • Les commandes d'interactions (seulement les plus utilisées dans la

pratique en dehors du développement d’interfaces!) • Une mise en bouche pour l'apprentissage ultérieur du langage de script

MATLAB et des GUI



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14/06/2014

Les fondamentaux Fusionner des tableaux ou matrices Site : http://www.alphorm.com Blog : http://www.alphorm.com/blog Forum : http://www.alphorm.com/forum


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Plan • Intérêt des tables (relativement nouveau pour contrecarrer R) • Création d'une table: table • Création d'une table avec étiquettes de colonnes

IV2

• Convertir une matrice en tableau: array2table • Dimension d'un tableau: height/width • Fusionner des tableaux d'étiquettes identique: join • Faire une jointure interne de deux tableaux: innerjoin • Résumé d'un tableau: summary • Appliquer une fonction à un vecteur d'un tableau: varfun Fondamentaux MATLAB 2013a


IV3

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Diapositive 82 IV2

table([5;12;23;2;15;6],... {'cheerios';'pizza';'salmon';'oreos';'lobster';'pizza'},... 'VariableNames',{'Age','FavoriteFood'},... 'RowNames',{'Amy','Bobby','Holly','Harry','Marty','Sally'}) http://www.mathworks.ch/ch/help/matlab/matlab_prog/access-data-in-a-table.html ISOZ Vincent; 01/04/2014

IV3

http://www.mathworks.ch/ch/help/matlab/ref/varfun.html ISOZ Vincent; 01/04/2014


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Plan • Appliquer une fonction à des lignes: rowfun


IV4

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Ce qu’on a couvert • Nous avons couvert une structure qui va prendre de plus en plus

d'importance dans les années à venir pour le statisticiens habitués à R et dont l'employeur utilise Matlab



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Diapositive 83 IV4

http://www.mathworks.ch/ch/help/matlab/ref/rowfun.html ISOZ Vincent; 01/04/2014


14/06/2014

Les données Enregistrer et ouvrir des fichiers Matlab (rappels)



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Plan • Sauver/Charger l'espace de travail *.mat: save/load • Défragmenter l’espace de travail: pack • Sauver/Charger un fichier script Matlab *.m: edit/run



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14/06/2014

Ce qu’on a couvert • Comment gérer (sauvegarder/ouvrir) les fichiers classiques de Matlab

*.mat ou *.m

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Les données Gérer les dossiers




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14/06/2014

Plan • Authentifier le dossier de travail par défaut en cours: pwd • Changer le dossier d'enregistrement par défaut en modifiant le

raccourci de l'icône Matlab (MS Windows) • Choisir la cible de navigation du panneau de dossier: cd… • Lister les dossiers de scripts avec path • Utiliser addpath pour charger de multiples dossiers de scripts • Utiliser rmpath pour enlever des dossiers de script ajoutés

antérieurement • Appeler le gestionnaire de dossiers de dossier avec pathtool


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Plan • Utiliser savepath pour enregistrer l'état des dossier pour un session

ultérieure • Remettre à zéro les dossiers de scripts avec restoredefaultpath • Gérer les toolbox actifs en modifiant les dossiers de scripts actifs



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14/06/2014

Ce qu’on a couvert • Comment gérer les dossiers de travail et de scripts pour gérer ses

fichiers de manière plus efficace

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Les données Gérer les dossiers et fichiers Site : http://www.alphorm.com Blog : http://www.alphorm.com/blog Forum : http://www.alphorm.com/forum Fondamentaux MATLAB 2013a



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14/06/2014

Plan • Ouvrir un dossier quelconque dans l'explorateur windows: winopen • Lister les dossiers et fichiers d’un dossier: ls • Lister uniquement les fichiers de type Matlab d'un dossier: what • Vérifier si un fichier existe: exist • Chercher la localisation d'un fichier ou d'une fonction: which • Supprimer un fichier (et dangers y relatifs…): delete • Activer la suppression dans la corbeille: recycle('on') • Créer un dossier: mkdir • Supprimer un dossier (avec tout son contenu): rmdir(foldername,'s') alphorm.com™©


Plan • Déplacer (et éventuellement en même temps renommer) un fichier ou

un dossier d'un dossier à un autre: movefile • Ouvrir n'importe quel fichier autre que Matlab dans son application

associée: open



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14/06/2014

Ce qu’on a couvert • Comment naviguer dans les dossiers, gérer leur contenu, créer des

dossiers et ouvrir des fichiers quelconques (très utile pour la gestion du reporting automatisé!)

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Les données Exporter/Importer des fichiers de données *.csv/*.txt Site : http://www.alphorm.com Blog : http://www.alphorm.com/blog Forum : http://www.alphorm.com/forum Fondamentaux MATLAB 2013a



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14/06/2014

Plan • Importer des données d'un fichier *.csv (ou *.txt): csvread, importdata,

fopen/textscan • Importer des données textes du web: urlread • Fusionner des données numériques importées: vertcat • Exporter des matrices: csvwrite


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Ce qu’on a couvert • Comment importer/exporter des données de fichiers textes classiques

avec du script pur • Comment fusionner des données importées • Informer de l’absence de fonctions natives pour importer/exporter

certains fichiers courants Minitab, SPSS, SAS, etc. (en comparaison au package foreign de R…) et pour l’export de structures et cellules composées de mélanges de données. • L’import de fichiers XML se fera dans le chapitre de scripting car

nécessite d’écrire un dizaine de lignes de scripts.



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14/06/2014

Les données Exporter/Importer des fichiers de données *.xls/*.xlsx Site : http://www.alphorm.com Blog : http://www.alphorm.com/blog Forum : http://www.alphorm.com/forum Fondamentaux MATLAB 2013a


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Plan • Importer/Exporter un fichier de données numériques *.xlsx: xlsread • Exporter des données au format xls/xlsx: xlswrite



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14/06/2014

Ce qu’on a couvert • Comment importer/exporter des données de fichiers Microsoft Office

Excel bien structurées

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Les données Importer des données avec l’assistant Site : http://www.alphorm.com Blog : http://www.alphorm.com/blog Forum : http://www.alphorm.com/forum Fondamentaux MATLAB 2013a



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14/06/2014

Plan • Importer des données avec l’assistant Matlab sous différentes structures • Importer des données avec l’assistant Matlab en générant le script

automatiquement • Importer des données avec l’assistant Matlab en générant une fonction

de script


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Ce qu’on a couvert • Découverte de l’assistant d’import de MATLAB avec ses différentes

options



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14/06/2014

Les données Remarques



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Plan • L’import de fichiers XML se fera lors de l’étude du langage de script • Sans toolbox aucun moyen simple à ma connaissance avec du script pur

d’accéder à des SGBDR comme mySQL, Oracle, SQL Server, Microsoft Office Access, etc. • Il existe des fichiers compilés en C/C++ développés par des amateurs

(MATLAB Central) qui permettent d’interfacer quelques rares SGBDR mais aucune garantie quant à leur maintenance sur le long terme!



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14/06/2014

Les graphiques Data sets de démos pour les graphiques et autres Site : http://www.alphorm.com Blog : http://www.alphorm.com/blog Forum : http://www.alphorm.com/forum



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Plan • La commande logo , spy, peaks (…) • Jeux de données pour graphiques ou analyses statistiques • Comprendre ce qui est exportable dans

MS Excel et ce qui ne l'est pas



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14/06/2014

Ce qu’on a couvert • Quelques démos de MATLAB • Le dossier de jeu de données de MATLAB • Ce qui exportable et ce qui ne l'est pas dans des tableurs

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Les graphiques Assistant graphique




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14/06/2014

Plan • Rappels sur la structure de données de plots 2D/3D • Présentation générale de l’assistant graphique


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Ce qu’on a couvert • Génération d’un graphique à partir de l’assistant • Personnalisation du graphique avec l’assistant • Ajout d’éléments sur le graphique • Transcription des modifications en tant que script



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14/06/2014

Les graphiques Contrôler la fenêtre graphique Site : http://www.alphorm.com Blog : http://www.alphorm.com/blog Forum : http://www.alphorm.com/forum Fondamentaux MATLAB 2013a


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Plan • Gestion des fenêtres

de graphiques modales



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14/06/2014

Plan • Contrôler la couleur de la grille


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Ce qu’on a couvert • Comment masquer les barres d'outils des fenêtres de graphiques • Comment changer le titre des fenêtre et masquer la numérotation • Comment contrôler la position des fenêtres et leur taille • Comment mettre une couleur de fond à la fenêtre



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14/06/2014

Les graphiques Plot à points/lignes de fonctions de R à R2 Site : http://www.alphorm.com Blog : http://www.alphorm.com/blog Forum : http://www.alphorm.com/forum Fondamentaux MATLAB 2013a


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Plot simple



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14/06/2014

Piège des proportions des axes avec Matlab…


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Choix des types de traits et points



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14/06/2014

Superposition de plots 2D et ajout de lignes de références et légendes


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Graph avec barres d'erreurs



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14/06/2014

Graph semi-log en X


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Graph semi-log en Y



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14/06/2014

Graph log-log


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Ce qu’on a couvert • Graphiques à points ou à lignes 2D les plus classiques comme base de

travail triviale (sans Toolbox) • Pour des centaines d'exemples en plus:

http://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/index?page=3 &term=chart&utf8=%E2%9C%93 ou simplement l'aide de Matlab (dans chaque Toolbox!).



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14/06/2014

Les graphiques Création de compositions graphiques Site : http://www.alphorm.com Blog : http://www.alphorm.com/blog Forum : http://www.alphorm.com/forum Fondamentaux MATLAB 2013a


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Plan • Subplots avec titres

multiples



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14/06/2014

Ce qu’on a couvert • Le principe (majeur!) de la construction de compositions de graphiques

multiples! • La création de fenêtre graphiques modale multiples avec la commande

figure et la manière de toutes les fermes avec close all

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Les graphiques Utiliser des lettres grecques dans les titres et labels




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14/06/2014

Utilisation de la syntaxe LaTex


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Ce qu’on a couvert • L'utilisation de lettres grecques dans titres, labels et légendes (ou

ailleurs) en utilisant l’interpréteur LaTex



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14/06/2014

Les graphiques Gérer les dates en abscisses Site : http://www.alphorm.com Blog : http://www.alphorm.com/blog Forum : http://www.alphorm.com/forum Fondamentaux MATLAB 2013a


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Gérer les dates en abscisses



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14/06/2014

Ce qu’on a couvert • Le principe de contrôle des dates pour l’axe des abscisses dans les

graphiques simples ou combinés

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Les graphiques Créer des graphiques à double axes Site : http://www.alphorm.com Blog : http://www.alphorm.com/blog Forum : http://www.alphorm.com/forum Fondamentaux MATLAB 2013a



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14/06/2014

Graphiques à doubles axes verticaux/horizontaux


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Ce qu’on a couvert • Les graphiques à points/lignes avec doubles axes verticaux • Les graphiques à points/lignes avec quadruples axes (double v/double

h)



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14/06/2014

Les graphiques Diagrammes à barres 2D (verticaux/horizontaux) divers Site : http://www.alphorm.com Blog : http://www.alphorm.com/blog Forum : http://www.alphorm.com/forum Fondamentaux MATLAB 2013a


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Diagrammes à barres 2D groupés/cumulés/mixes

E3



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Diapositive 140 E3

Matlab n'a pour rappel a priori pas d'histogramme normalisé. C'est à l'utilisateur de normaliser en divisant par le total. Excelsia; 16/06/2014


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Histogrammes


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Ce qu’on a couvert • Le génération de diagrammes à barres verticaux et horizontaux

classiques avec quelques complications très courants • Constat que la génération de diagrammes à barres dans MATLAB

comporte relativement peu d'options par défaut (la normalisation n’est pas une option automatique par exemple). En comparaison, Microsoft Office Excel, R, Origin et de nombreux autres font a priori beaucoup mieux.



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14/06/2014

Les graphiques Diagrammes à barres 3D verticaux divers Site : http://www.alphorm.com Blog : http://www.alphorm.com/blog Forum : http://www.alphorm.com/forum Fondamentaux MATLAB 2013a


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Histogramme 3D et activation de la barre d'outils "Caméra"



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14/06/2014

Ce qu’on a couvert • La génération de diagrammes à barres 3D verticaux (le bar3h( ) étant

très très rare).

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Fondamentaux Matlab 2013a

Les graphiques

Représenter des proportions avec des secteurs




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14/06/2014

Diagramme à secteurs 2D


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Diagramme à secteurs 3D



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14/06/2014

Ce qu’on a couvert • La génération de diagramme à secteurs dans Matlab comporte trop peu

d'options par défaut sans l'apport de toolbox. En comparaison, Microsoft Office Excel, R, Origin et de nombreux autres font beaucoup mieux/beaucoup plus vite. • La nécessite dans certains cas d'utiliser une toolbox externe

http://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/27786-3d-piecharts-with-a-touch-of-style

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Les graphiques Utiliser les diagrammes à aires Site : http://www.alphorm.com Blog : http://www.alphorm.com/blog Forum : http://www.alphorm.com/forum Fondamentaux MATLAB 2013a



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14/06/2014

Graph à aires


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Ce qu’on a couvert • La génération de diagrammes à aires dans Matlab comporte trop peu

d'options par défaut sans l'apport de toolbox. En comparaison, Microsoft Office Excel, R, Origin et de nombreux autres font beaucoup mieux/beaucoup plus vite. • Utiliser la technique habituelle des diagrammes à aire pour faire des

intervalles de confiance



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14/06/2014

Les graphiques Créer un histogramme angulaire Site : http://www.alphorm.com Blog : http://www.alphorm.com/blog Forum : http://www.alphorm.com/forum Fondamentaux MATLAB 2013a


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Histogramme angulaire



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14/06/2014

Ce qu’on a couvert • Les histogrammes angulaires pour les observations

(comptages/fréquences) dans un plan

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Les graphiques Créer un diagramme compas (phaseurs) Site : http://www.alphorm.com Blog : http://www.alphorm.com/blog Forum : http://www.alphorm.com/forum Fondamentaux MATLAB 2013a



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14/06/2014

Diagramme compas


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Ce qu’on a couvert • Le diagramme « compas » pour représenter des phaseurs mais qui peut

être détourné de son objectif premier



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14/06/2014

Les graphiques Analyse de Pareto



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Analyse de Pareto



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14/06/2014

Ce qu’on a couvert • Une analyse de Pareto sur des valeurs numériques avec une

représentation simple

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Les graphiques Diagrammes matriciels




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14/06/2014

Diagrammes matriciels


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Ce qu’on a couvert • La création d’un diagramme (graphique) matriciel avec histogramme en

diagonale • Les options sont a priori très limitées par rapport à R



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14/06/2014

Les graphiques Créer des heatmap de corrélation Site : http://www.alphorm.com Blog : http://www.alphorm.com/blog Forum : http://www.alphorm.com/forum Fondamentaux MATLAB 2013a


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Heatmap de corrélation



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14/06/2014

Ce qu’on a couvert • Une heatmap simple avec personnalisation de la barre de couleurs

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Les graphiques Créer un graphe avec effet de loupe Site : http://www.alphorm.com Blog : http://www.alphorm.com/blog Forum : http://www.alphorm.com/forum Fondamentaux MATLAB 2013a



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14/06/2014

Graphe avec loupe


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Ce qu’on a couvert • La création d’une zone de « zoom » dans un graphe plan



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14/06/2014

Les graphiques Tracer des courbes paramétriques 3D Site : http://www.alphorm.com Blog : http://www.alphorm.com/blog Forum : http://www.alphorm.com/forum Fondamentaux MATLAB 2013a


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Courbes 3D paramétriques statiques ou animées



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14/06/2014

Ce qu’on a couvert • Cas scolaires des courbes paramétriques 3D


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Les graphiques Tracer des surfaces paramétriques 3D Site : http://www.alphorm.com Blog : http://www.alphorm.com/blog Forum : http://www.alphorm.com/forum Fondamentaux MATLAB 2013a



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14/06/2014

Surfaces 3D paramétriques


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Ce qu’on a couvert • Cas scolaires de surfaces paramétriques 3D. Fonctionnalité utile pour

définir des volumes canoniques dans lesquels se déroulent des expériences



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14/06/2014

Les graphiques Plot de surfaces « analytiques » 3D avec diverses options visuelles



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Plan • Piège des axes avec

Matlab… • Choix d'afficher

la grille de fond ou non • Choix de la limite

de traçage • Choix de la

perspective • Choix du zoom



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14/06/2014

Graph 3D avec grille et jeu de couleurs


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Graph 3D en surface avec ou sans transparence



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14/06/2014

Graph 3D avec grille triangulaire ou rectangulaire


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Ce qu’on a couvert • Éviter le piège de la proportion des axes • Choisir d'afficher le quadrillage ou non • Contrôler les bases de la perspectives (zoom, angle, limites de plot) • Choisir le type de dégradé de couleurs/colormap (heat, jet, etc.) • Mettre de la transparence • Et de nombreuses autres options…



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14/06/2014

Les graphiques Afficher les isoclines/équipotentielles en 2D ou 3D Site : http://www.alphorm.com Blog : http://www.alphorm.com/blog Forum : http://www.alphorm.com/forum Fondamentaux MATLAB 2013a


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Projeter les isoclines sur un plan



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14/06/2014

Graph 3D courbures de niveau (isoclines)


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Graph 2D des isoclines projetés dans le plan



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14/06/2014

Graph 2D du gradient des isoclines


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Graph 3D avec isoclines,contrôle de la perspective et de la lumière



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14/06/2014

Ce qu’on a couvert • Cas les plus courants de représentation des isoclines/équipotentielles

(sans gradients, sans lignes de champs)

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Les graphiques Afficher les vecteurs normaux, équipotentielles et lignes de champs




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14/06/2014

Vecteurs normaux, gradients et équipotentielles (isoclines) avec lignes de champs


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Ce qu’on a couvert • Comment afficher les vecteurs normaux à une surface • Comment afficher les gradients vectoriels sur un plan Z • Comment afficher les équipotentielles (isoclines) avec les lignes de

champs sur un plan Z



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14/06/2014

Les graphiques Plot de surfaces provenant de mesures



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Surfaces de mesures



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14/06/2014

Ce qu’on a couvert • Deux méthodes différentes pour transformer des vecteurs de mesures

en surfaces visualisables


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Les graphiques Mappage d'images




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14/06/2014

Mappage d'images sur plot 2D


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Mappage d'images sur plot 3D



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14/06/2014

Ce qu’on a couvert • Comment utiliser une image en fond d’un plot 2D (utile en

géostatistique quand on a pas la toolbox adéquate) • Comment mapper une image sur une surface plongée dans une espace

3D (utile pour les publications/magazines posters de vulgarisation scientifique)

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Les graphiques Sphère avec texture




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14/06/2014

Plot d'une sphère avec texture


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Ce qu’on a couvert • Un cas classique pour des simulations de mécanique céleste,

d'ingénierie aérospatiale ou météorologiques



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14/06/2014

Les graphiques Représentation d’un parallélépipède Site : http://www.alphorm.com Blog : http://www.alphorm.com/blog Forum : http://www.alphorm.com/forum Fondamentaux MATLAB 2013a


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Plot d’un parallélépipède



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14/06/2014

Ce qu’on a couvert • Deux techniques différentes pour tracer un parallélépipède (sonde) qui

pourra ensuite être entourée de champs divers d’études

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Les graphiques Animation d'un graphique 2D ou 3D avec export Site : http://www.alphorm.com Blog : http://www.alphorm.com/blog Forum : http://www.alphorm.com/forum Fondamentaux MATLAB 2013a



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14/06/2014

Animations 3D avec export *.gif ou *.avi

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Ce qu’on a couvert • Principe d'animation des graphiques 2D ou 3D avec exports dans

différents formats communs



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Diapositive 207 IV5

Attention c'est animé! ISOZ Vincent; 03/05/2014


14/06/2014

Les graphiques Analyse d’équations de champs Site : http://www.alphorm.com Blog : http://www.alphorm.com/blog Forum : http://www.alphorm.com/forum Fondamentaux MATLAB 2013a


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Analyse d’équations de champs



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14/06/2014

Ce qu’on a couvert • Un cas classique d’école dans MATLAB d’analyse et de représentation

de champ vectoriel et d’équipotentielles à partir d’une fonction explicite

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Les graphiques Analyse d'instantanés de champs de vecteurs Site : http://www.alphorm.com Blog : http://www.alphorm.com/blog Forum : http://www.alphorm.com/forum Fondamentaux MATLAB 2013a



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14/06/2014

Analyse d'instantanés de champs de vecteurs


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Ce qu’on a couvert • Comment décortiquer un jeu de données représentant un champ

vectoriel étape par étape • Différentes représentations classiques et intuitives des champs

vectoriels • Une analyse critique du piège du niveau de détails de certaines

représentations



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14/06/2014

Les graphiques Régression MCO univariée (sans Toolbox!) Site : http://www.alphorm.com Blog : http://www.alphorm.com/blog Forum : http://www.alphorm.com/forum Fondamentaux MATLAB 2013a


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Régression avec assistant



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14/06/2014

Régression OLS sans toolbox avec polyfit


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Ce qu’on a couvert • Comment faire une régression linéaire OLS univariée sans Toolbox • Remarque: Aller sur le File Exchange de Matlab pour sans toolbox et

sans réinventer la roue obtenir les statistiques classique de la régression linéaire, régression orthogonale (Deming), la régression non paramétrique, les régressions généralisées, la régression quantile, l'interpolation de Lagrange, LOESS,…



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14/06/2014

Les graphiques Interpolation par spline (sans Toolbox!) Site : http://www.alphorm.com Blog : http://www.alphorm.com/blog Forum : http://www.alphorm.com/forum Fondamentaux MATLAB 2013a


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Interpolation par splines 2D/3D



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14/06/2014

Ce qu’on a couvert • Comment faire une interpolation 2d ou 3D par splines sans utiliser la

"Spline toolbox" de Matlab • Remarque: Aller sur le File Exchange de Matlab pour sans toolbox et

sans réinventer la roue obtenir de nombreux autres modèles de splines

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Les graphiques Exporter en tant qu’image




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14/06/2014

Ce qu’on a couvert • Comment enregistrer une image du graphique sur le disque • Comment copier une image du graphique dans le presse-papier

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Analyse Introduction




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14/06/2014

Informations • Découverte des fonctions intégrées dans le moteur de base (sans toolbox) relatifs à l'analyse

mathématique • Pas de fonctions intégrées pour l'optimisation linéaire ou non linéaire sans la Optimization

Toolbox

• Pas de fonctions intégrées pour le calcul des limites sans la Symbolic Toolbox • Pas de fonctions intégrées pour le calcul des séries de Taylor sans la Symbolic Toolbox • Pas de fonctions intégrées pour le calcul des séries de Fourier sans la Symbolic Toolbox • Pas de fonctions intégrées pour la résolution d'ODL sans la Symbolic toolbox • Pas transformée de Laplace ou transformée en Z sans la Symbolic toolbox

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Analyse Évaluer la valeur d'un polynôme univarié Site : http://www.alphorm.com Blog : http://www.alphorm.com/blog Forum : http://www.alphorm.com/forum Fondamentaux MATLAB 2013a



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14/06/2014

Plan • Découverte de la fonction polyval


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Ce qu’on a couvert • Une fonction triviale…



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14/06/2014

Analyse Recherche de zéros de polynômes univariés Site : http://www.alphorm.com Blog : http://www.alphorm.com/blog Forum : http://www.alphorm.com/forum Fondamentaux MATLAB 2013a


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roots et fzero • Découverte de la fonction roots en combinaison avec des techniques de

représentation graphique des racines • Découverte de la fonction fzero

pour les zéros de fonctions non linéaires (non polynomiales)



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14/06/2014

Ce qu’on a couvert • Deux fonctions triviale particulièrement utiles en physique et dans

certains modèles en finance…

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Analyse Recherche de minima/maxima local de fonctions uni et bivariées Site : http://www.alphorm.com Blog : http://www.alphorm.com/blog Forum : http://www.alphorm.com/forum Fondamentaux MATLAB 2013a



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fmbind • Découverte de la fonction fminbnd en combinaison avec des techniques

de représentations graphiques pour chercher les minima


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find • Utilisation des fonctions fminsearch ou find pour rechercher un

optimum dans une fonction symbolique ou une fonction matricielle et représentation sous forme graphique



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Ce qu’on a couvert • Deux fonctions de recherche d'optimum locaux de fonction univariées

ou bivariées • Il n'y a pas de fonctions sans toolbox permettant de trouver un

optimum global

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Analyse Convolution et Déconvolution (discrètes) Site : http://www.alphorm.com Blog : http://www.alphorm.com/blog Forum : http://www.alphorm.com/forum Fondamentaux MATLAB 2013a



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Plan • Contrôle du bon fonctionnement en conformité avec la théorie de la

fonction conv et deconv • Application de la conv à la somme des variables aléatoires

indépendantes et remarque vis-à-vis de la simulation de Monte-Carlo


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Ce qu’on a couvert • Les bases de la convolution qui sera particulièrement utile finalement

aux ingénieurs actifs dans le traitement du signal ou de l'image



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14/06/2014

Analyse Intégration pseudo-symbolique de polynômes ou numérique générale Site : http://www.alphorm.com Blog : http://www.alphorm.com/blog Forum : http://www.alphorm.com/forum



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Plan • Intégration de polynômes univariés avec la fonction polyint • Intégration de fonctions explicites univariées avec la fonction integral • Intégration numérique avec la méthode du trapèze avec la fonction

trapez et cumtrapz • Intégration de fonctions explicites bivariées avec la fonction integral2



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Ce qu’on a couvert • Les cas d'intégrations mathématiques scolaires les plus classiques • Constat de l'absence d'intégration symbolique générale sans la

Symbolic Toolbox

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Analyse Dérivation pseudo-symbolique de polynômes ou numérique générale Site : http://www.alphorm.com Blog : http://www.alphorm.com/blog Forum : http://www.alphorm.com/forum Fondamentaux MATLAB 2013a



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Plan • Dérivation de polynômes univariés avec la fonction polyder • Dérivation numérique avec la fonction diff


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Ce qu’on a couvert • Les cas des dérivations mathématiques scolaires les plus classiques • Le problème des arrondis dues aux précisions des nombres • Constat de l'absence de dérivation symbolique générale sans la

Symbolic Toolbox



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Analyse Résolution numérique d'équations différentielles ordinaires



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Plan • Résolution numérique d'équations différentielles d'ordre un ou deux

avec la fonction ode45 et plots classiques associés (cas particulier de l’ODE non linéaire pendule non forcé et non amorti)



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Ce qu’on a couvert • Les cas de résolution d'une équation différentielle non-linéaire d'ordre 2

scolaire typique en passant par une transformation en un système de deux EDO d'ordre 1

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Analyse Résolution numérique de systèmes d'équations différentielles ordinaires Site : http://www.alphorm.com Blog : http://www.alphorm.com/blog Forum : http://www.alphorm.com/forum Fondamentaux MATLAB 2013a



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Plan • Résolution numérique de systèmes d'équations différentielles ordinaires

avec la fonction ode45 et plots classiques associés (cas particulier du système ODE non linéaire couplé de Lotka-Volterra)

dN = αN − βNP dt dP = δNP − γN dt


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Ce qu’on a couvert • Nous venons de constater que puisque l'algorithme ode45 a besoin

obligatoirement en entrée d'EDO du premier ordre que finalement que l'on travaille sur une unique EDO ou sur un système d'EDO, le principe est en grossièrement toujours le même



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14/06/2014

Analyse Résolution numérique d'équations différentielles partielles paraboliques 1D Site : http://www.alphorm.com Blog : http://www.alphorm.com/blog Forum : http://www.alphorm.com/forum Fondamentaux MATLAB 2013a


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Plan • Résolution numérique d'équations différentielles partielles avec la

fonction pdepe et plots classiques associés (cas particulier de l'équation de la chaleur)



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Problème de départ

Doit être transformé sous la forme générale:


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Étape 1: PDEX

Qu’on écrit explicitement en:



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Étape 2: PDEXIC


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Étape 3: PDEXBC Forme générale des BC:

Borne gauche:



Borne droite:

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Ce qu’on a couvert • La fonction pdex pour définir l'équation différentielle • La fonction pdexic pour définir les conditions initiales (ic: initial

conditions) • La fonction pdexbc pour définir les conditions aux bords (bc: boundary

conditions) • Le mix des trois fonctions précédentes dans la fonction pdepe pour

résoudre le problème

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Analyse Transformée de Fourier discrète Site : http://www.alphorm.com Blog : http://www.alphorm.com/blog Forum : http://www.alphorm.com/forum Fondamentaux MATLAB 2013a



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Plan • Découverte de la fonction de transformée de fourier discrète fft pour

détecter les fréquences et amplitudes des harmoniques masquées sous jacentes et sa transformée inverse ifft


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Ce qu’on a couvert • Une fonctionnalité majeure dans le traitement acoustique ou de tout

signal en général • Une fonction également parfois utilisée en finance pour détecter des

harmoniques



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14/06/2014

Traitement d'images Remarques préalables (communes) sur les images, vidéos et sons Site : http://www.alphorm.com Blog : http://www.alphorm.com/blog Forum : http://www.alphorm.com/forum Fondamentaux MATLAB 2013a


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Informations • Restriction aux fonctions natives (pas d'usage de la Signal

Processing Toolbox ou de la Image Processing Toolbox) • Sources fichiers en post-traitement et non en temps réel

(pas d'usage de l'Acquisition Toolbox) • Garder en tête qu'une vidéo n'est qu'une succession

d'images (accessoirement avec du son…) • Que les principes de bases étudiés car ce ne sont "que" des

maths en fin de compte et un peu de logique et de bon sens Fondamentaux MATLAB 2013a


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14/06/2014

Traitement d'images Obtenir des informations sur les images Site : http://www.alphorm.com Blog : http://www.alphorm.com/blog Forum : http://www.alphorm.com/forum Fondamentaux MATLAB 2013a


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Plan imfinfo : obtenir les métadonnées sur les images size : pour obtenir directement la taille d'une image

imread : pour stocker une image dans une variable



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14/06/2014

Ce qu’on a couvert • Quelques fonctions disponibles sans la Image Processing Toolbox pour

obtenir des informations (parfois importantes) sur les images

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Traitement d'images Traiter les couches des images et enregistrer le résultat Site : http://www.alphorm.com Blog : http://www.alphorm.com/blog Forum : http://www.alphorm.com/forum Fondamentaux MATLAB 2013a



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14/06/2014

Plan image: afficher une image proprement dans une figure Travailler sur les pixels des couches RVB Convertir en niveaux de gris

imwrite: enregistrer l'image


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Ce qu’on a couvert • Comprendre la structure matricielle d'une image RGB • Quelques fonctions disponibles sans la Image Processing Toolbox pour

effectuer quelques traitements triviaux sur les images



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14/06/2014

Traitement d'images Traiter les pixels d’une image et enregistrer le résultat Site : http://www.alphorm.com Blog : http://www.alphorm.com/blog Forum : http://www.alphorm.com/forum Fondamentaux MATLAB 2013a


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Plan Utiliser notre compréhension de la structure d'une image RGB pour filtrer une image sur sa luminosité (utile en Astronomie, Astrophysique, Médecine nucléaire)



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14/06/2014

Ce qu’on a couvert Un autre cas classique des traitements d'images en travaillant cette fois non pas sur une couche alpha sur son ensemble mais pixel par pixel. Permet de faire du filtrage mais aussi avec les connaissances adéquates en mathématiques de la reconnaissances de formes (mais privilégier quand même la Toolbox ad hoc pour ne pas recréer la roue)

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Traitement d'images Dessiner sur une image et enregistrer le résultat Site : http://www.alphorm.com Blog : http://www.alphorm.com/blog Forum : http://www.alphorm.com/forum Fondamentaux MATLAB 2013a



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14/06/2014

Plan Utile lors de traitements vidéos ou d'images pour mettre en évidences des zones reconnues par l'algorithme pour mise en évidence (souvent associé à du comptage automatique ensuite)


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Ce qu’on a couvert Une méthode pour mettre en évidence visuellement une zone d'intérêt sur une image (ou vidéo). La tradition fait qu'on utilise souvent des rectangles mais on peut jouer aussi avec la fonction scatter pour dessiner des petites croix ou autre…



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14/06/2014

Traitement d'images Comparer des images



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Plan Comparaison d'une image à une image étalon: très utile pour l'analyse automatisée de défauts de production



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14/06/2014

Ce qu’on a couvert Une méthode pour mettre en évidence visuellement une différence (nouvel objet, impureté, défaut) entre une image quelconque et son image étalon correspondante

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Traitement d'images Superposer des images




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14/06/2014

Plan Superposition d'images en transparence (particulièrement utile en astronomie et astrophysique)


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Ce qu’on a couvert Une technique simple pour superposer deux images avec fonds noir de façon éventuellement automatisée dans le cadre d'installation astronomiques autonomes.



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14/06/2014

Traitement de vidéos Obtenir des informations sur les vidéos Site : http://www.alphorm.com Blog : http://www.alphorm.com/blog Forum : http://www.alphorm.com/forum Fondamentaux MATLAB 2013a


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Plan • Extraire les métadonnées d'une vidéo à l'aide de la fonction mmfileinfo

(sans la Vision System Toolbox…)



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14/06/2014

Ce qu’on a couvert • La manière d'extraire des informations simples sur un fichier vidéo

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Traitement de vidéos Jouer une vidéo et en extraire des images Site : http://www.alphorm.com Blog : http://www.alphorm.com/blog Forum : http://www.alphorm.com/forum Fondamentaux MATLAB 2013a



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14/06/2014

Plan • Extraire des images d'une vidéo avec la fonction read • Jouer une vidéo (sans la Vision System Toolbox…)


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Ce qu’on a couvert • Extraire une image d'une vidéo (pour faire le post-traitement que l'on

veut dessus par la suite) • Contourner l'absence de lecteur vidéos dans MATLAB sans toolbox



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14/06/2014

Traitement de vidéos Exporter toutes les images d'une vidéo Site : http://www.alphorm.com Blog : http://www.alphorm.com/blog Forum : http://www.alphorm.com/forum Fondamentaux MATLAB 2013a


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Plan • Extraire toutes les images d'une vidéo pour post-traitement automatisé



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14/06/2014

Ce qu’on a couvert • Un sujet extrêmement important pour l'analyse et le traitement

automatisé en post-production… reste plus qu'à recompiler le tout en une vidéo…

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Traitement de vidéos Compiler des images dans une vidéo Site : http://www.alphorm.com Blog : http://www.alphorm.com/blog Forum : http://www.alphorm.com/forum Fondamentaux MATLAB 2013a



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14/06/2014

Plan • Compiler des images dans une vidéo unique à l'aide des fonctions

Videowriter et writevideo


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Ce qu’on a couvert • Après avoir fait un post-traitement d'images exportées d'une vidéo

comment recomposer cette dernière (sans le son bien évidemment)



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14/06/2014

Traitement de sons Obtenir des informations sur les sons Site : http://www.alphorm.com Blog : http://www.alphorm.com/blog Forum : http://www.alphorm.com/forum Fondamentaux MATLAB 2013a


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Plan • Extraire les métadonnées d'un son à l'aide de la fonction audioinfo (sans

la Signal Processing Toolbox…)



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14/06/2014

Ce qu’on a couvert • La manière d'extraire des informations simples sur un fichier audio

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Traitement de sons Contrôler la lecture d'un son Site : http://www.alphorm.com Blog : http://www.alphorm.com/blog Forum : http://www.alphorm.com/forum Fondamentaux MATLAB 2013a



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14/06/2014

Plan • Play: Fonction pour jouer un son • Pause: Fonction pour faire une pause dans la lecture • Resume: Pour reprendre la lecture • Stop: Pour arrêter la lecture définitivement


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Ce qu’on a couvert • Le contrôle de lecture d'un son • Nécessite absolument la création d'un GUI



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14/06/2014

Traitement de sons Afficher le spectre d'un son Site : http://www.alphorm.com Blog : http://www.alphorm.com/blog Forum : http://www.alphorm.com/forum Fondamentaux MATLAB 2013a


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Plan Comprendre la structure d'un fichier son pour en représenter le spectre d'amplitude mono ou double canal



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14/06/2014

Ce qu’on a couvert Un grand classique pour tous ceux qui ont déjà travaillé avec un fichier d'éditions sonore

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Traitement de sons Transformée de Fourier discrète d'un son Site : http://www.alphorm.com Blog : http://www.alphorm.com/blog Forum : http://www.alphorm.com/forum Fondamentaux MATLAB 2013a



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14/06/2014

Plan Retour sur ce qui a été vu dans le chapitre d'analyse mais appliqué à un son


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Ce qu’on a couvert Une transformation importante pour analyser les aigus et les basses d'un son et pouvoir faire par la suite quelques transformations mathématiques ad hoc



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14/06/2014

Traitement de sons Générer (créer) ou compiler des sons Site : http://www.alphorm.com Blog : http://www.alphorm.com/blog Forum : http://www.alphorm.com/forum Fondamentaux MATLAB 2013a


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Plan • Générer des sons artificiels • Séquences des sons • Jouer des sons en parallèle



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14/06/2014

Ce qu’on a couvert Un exemple de génération (création) et in extenso de transformation simple de sons qui peut mener avec de l'imagination et de la maîtrise mathématique à: du filtrage, de la compression dynamique, de l'ajout d'écho, etc.

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Scripts Introduction concernant le scripting Site : http://www.alphorm.com Blog : http://www.alphorm.com/blog Forum : http://www.alphorm.com/forum Fondamentaux MATLAB 2013a



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14/06/2014

Plan • Expliquer l'importance du scripting • Petites informations concernant le scripting dans Matlab ces dernières années • Problèmes du langage de script Matlab

IV6

• Bonnes pratiques (effacer les variables existantes, nettoyer la fenêtre de

commande, fermer toutes les fenêtres) • Transformer en précompilé (*.p) • Compilation en C++/.Net ou JAVA avec la Compiler toolbox pour applications

industrielles (~7'000$) • Les *.exe nécessitent malheureusement le MATLAB Compiler Runtime (MCR)

(566MB!!! mais gratuit…)


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Ce qu’on a couvert • Quelques informations pour la culture générale MATLAB • Pour aller un peu plus en profondeur:



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Diapositive 309 IV6

-

pas de typage language procédural (non orienté objet) pas de distinction entre procédure et fonctions compilation x32/x64

ISOZ Vincent; 02/10/2014


14/06/2014

Scripts Préférences de l'éditeur de script Site : http://www.alphorm.com Blog : http://www.alphorm.com/blog Forum : http://www.alphorm.com/forum



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Plan • Désactiver l'ouverture automatique des derniers fichiers *.m • Désactiver la limite de page • Désactiver la tabulation automatique



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14/06/2014

Ce qu’on a couvert Les préférences de l'éditeur de script les plus demandées par les praticiens de MATLAB

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Scripts Écrire des commentaires et utiliser l'autocomplétion Site : http://www.alphorm.com Blog : http://www.alphorm.com/blog Forum : http://www.alphorm.com/forum Fondamentaux MATLAB 2013a



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14/06/2014

Plan • Rappels sur les traditions de la tabulation • Créer des lignes de commentaires • Commenter plusieurs lignes • Créer des blocs d'éxecution • Utiliser l'autocomplétion • Utiliser l'accès aux sous-fonctions


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Ce qu’on a couvert • Une méthode de travail (de base…) pour avoir un script bien structuré • Une méthode de travail pour pouvoir comprendre ce script plus tard • Des méthodes de confort d'écriture et de consultation



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14/06/2014

Scripts Définir le texte d'aide



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Plan Associer simplement une petite aide pour les petits scripts qui s'affichera à l'appel de la commande help nom_du_script



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14/06/2014

Ce qu’on a couvert • Les fondamentaux de la création d'une aide avec une fonction • Il est possible évidemment d'aller beaucoup plus loin en créant des

fichiers d'aide Matlab

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Scripts Syntaxe des fonctions




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14/06/2014

Plan Rappel sur le nommage des fichiers pour pouvoir utiliser les fonctions Fonctions à n paramètres obligatoires en entrée et m paramètres en sortie Gérer les arguments optionnels Utilisation de fonctions locales ou imbriquées Fonctions récursives


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Ce qu’on a couvert • Quelques généralités ultra-classiques concernant l'écriture de fonctions

spécifiques au langage de script MATLAB • Une bonne pratique pour écrire des scripts plus facilement

maintenables (diviser pour mieux régner)



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14/06/2014

Scripts Portée des variables



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Plan Variables locales vs globales Variables persistantes



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14/06/2014

Ce qu’on a couvert Des méthodes d'utilisation et de déclaration des variables qui peuvent être très utiles dans certaines situations

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Scripts Gestion des erreurs




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14/06/2014

Plan Gérer les erreurs et exceptions de façon (relativement…) générale avec try …

catch


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Ce qu’on a couvert Une technique (relativement) générale de gestion des erreurs très courante dans le domaine de la programmation informatique



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14/06/2014

Scripts Utilisation des structures conditionnelles Site : http://www.alphorm.com Blog : http://www.alphorm.com/blog Forum : http://www.alphorm.com/forum Fondamentaux MATLAB 2013a


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Plan Introduction auxif … elseif … else … end Introduction aux switch … case … otherwise … end Rappels sur les relations d'ordres ==, ~=, <, >, >=,<= associées aux conditions Rappels sur les opérateurs logiques booléens AND &, et OR associés aux conditions&



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14/06/2014

Ce qu’on a couvert La première structure majeure commune à tous les langages de script et de programmation de la planète



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alphorm.com-support de la formation les fondamentaux de Matlab 2013 A.pdf

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